專利名稱：可以間歇計(jì)時(shí)、帶掉電保護(hù)的電子定時(shí)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電子定時(shí)器，特別是一種可以間歇計(jì)時(shí)、帶掉電保護(hù)的電子定時(shí)器。
現(xiàn)有的由同步電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)的機(jī)電式定時(shí)器可以實(shí)現(xiàn)間歇計(jì)時(shí)和掉電保護(hù)的功能，但機(jī)電式定時(shí)器有如下缺點(diǎn)(1)有噪音同步電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以及齒輪配合傳動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生噪音，傳動(dòng)零件的磨損會(huì)增加噪音。(2)定時(shí)精度低。(3)定時(shí)時(shí)間不易改變。(4)穩(wěn)定性差溫度的變化、模具的磨損和加工工藝的不同會(huì)造成每批零件的尺寸和質(zhì)量出現(xiàn)差異，金屬零件鍍膜后時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)發(fā)生氧化，人工焊接和安裝零件，使環(huán)境因素和人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性影響很大。(5)可靠性不高由劉建平編寫、成都科技大學(xué)出版的《家用電器維修實(shí)例》——故障快速判斷應(yīng)急維修訣竅一書第124-125頁介紹，定時(shí)器齒輪箱內(nèi)有臟物，以及傳動(dòng)齒輪有毛刺或輕微磨損，可能會(huì)使齒輪卡殼，使定時(shí)器電機(jī)不轉(zhuǎn)，定時(shí)器不能定時(shí)；由丁玉炎編著、農(nóng)業(yè)部出版社出版的《冰箱使用/修理200問》一書第75頁介紹，定時(shí)器觸點(diǎn)可能出現(xiàn)接觸不良，定時(shí)器電機(jī)繞阻可能短路。(6)耗電大定時(shí)器同步電機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)需要較大的功率。(7)重量重。(8)成本高模具制造成本高，設(shè)備投入大；若需改變周期時(shí)間，則需要重新制作模具；由于噪音超標(biāo)而使許多產(chǎn)品不合格而引起產(chǎn)品成本提高?，F(xiàn)有的模擬電子定時(shí)器，以電阻電容充放電來定時(shí)，電源掉電后數(shù)據(jù)不能保持，不能實(shí)現(xiàn)間歇計(jì)時(shí)，而且定時(shí)時(shí)間較短，穩(wěn)定性差，定時(shí)精度低?，F(xiàn)有的數(shù)字電子定時(shí)器有如下缺點(diǎn)(1)電源斷電后數(shù)據(jù)不能得到保持。(2)不能實(shí)現(xiàn)間歇計(jì)時(shí)。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種可以間歇計(jì)時(shí)、帶掉電保護(hù)、定時(shí)時(shí)間容易改變的電子定時(shí)器，它能有效地克服機(jī)電式定時(shí)器和現(xiàn)有電子定時(shí)器的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的電子定時(shí)器，其特征是該定時(shí)器由信號(hào)1、信號(hào)2、波形變換電路1、波形變換電路2、邏輯門電路、分頻電路1、分頻電路2、雙穩(wěn)態(tài)電路、掉電保護(hù)電路、開關(guān)電路、電源電路1和電源電路2組成，信號(hào)1送入波形變換電路1的輸入端，信號(hào)2送入波形變換電路2的輸入端，波形變換電路1和波形變換電路2的輸出接到邏輯門電路的輸入端，邏輯門電路的輸出與分頻電路1、分頻電路2的頻率輸入端相連，分頻電路1和分頻電路2的輸出端連接雙穩(wěn)態(tài)電路的輸入端，雙穩(wěn)態(tài)電路的輸出與分頻電路1、分頻電路2的計(jì)數(shù)控制端相連，同時(shí)，雙穩(wěn)態(tài)電路的輸出連接掉電保護(hù)電路的輸入端，掉電保護(hù)電路的輸出連接開關(guān)電路的輸入，分頻電路1、分頻電路2和雙穩(wěn)態(tài)電路的電源端與電源電路2的輸出端相連，波形變換電路1、波形變換電路2、掉電保護(hù)電路和開關(guān)電路的電源端連接電源電路1的輸出端，邏輯門電路的電源端或者與電源電路2的輸出端相連，或者與電源電路1的輸出端相連。波形變換電路1和波形變換電路2用于把輸入信號(hào)1和信號(hào)2進(jìn)行波形變換，并控制邏輯門電路的輸出狀態(tài)；邏輯門電路是把波形變換電路1和波形變換電路2輸出的頻率信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，需要定時(shí)開始時(shí)，就讓頻率信號(hào)通過，需要定時(shí)停止時(shí)，就使頻率信號(hào)截止，以實(shí)現(xiàn)間歇定時(shí)；分頻電路1和分頻電路2的作用是控制雙穩(wěn)態(tài)電路的翻轉(zhuǎn)時(shí)間；雙穩(wěn)態(tài)電路用于控制開關(guān)電路的開關(guān)狀態(tài)；掉電保護(hù)電路的用途是當(dāng)雙穩(wěn)態(tài)電路用于控制開關(guān)電路的輸出為高電平時(shí)，電源電路斷電，而增加數(shù)據(jù)保持時(shí)間；電源電路2用于電源斷電時(shí)，為保持?jǐn)?shù)據(jù)而提供直流電源。
本實(shí)用新型的電子定時(shí)器，無噪音，定時(shí)精度高，定時(shí)時(shí)間容易改變，重量輕，穩(wěn)定性好，可靠性高，成本低，耗電小，既達(dá)到了機(jī)電式定時(shí)器的功能要求，又克服了現(xiàn)有電子定時(shí)器不能間歇計(jì)時(shí)、不帶掉電保護(hù)功能的缺點(diǎn)。
現(xiàn)結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明


圖1為機(jī)電式定時(shí)器全自動(dòng)化霜原理圖。
圖2為本實(shí)用新型的電原理框圖。
圖3為本實(shí)用新型的電路圖。
圖3所示的定時(shí)器由信號(hào)1、信號(hào)2、波形變換電路1(I)、波形變換電路2(II)、邏輯門電路(III)、分頻電路1(IV)、分頻電路2(V)、雙穩(wěn)態(tài)電路(VI)、掉電保護(hù)電路(VII)、開關(guān)電路(VIII)、電源電路1(IX)和電源電路2(X)組成。波形變換電路1(I)以運(yùn)算放大器IC1為核心組成，其中IC1的2腳連接電阻R5的一端，3腳連接電阻R6的一端，R5的另一端連接電阻R3、R4的一端，R4、R6的另一端、IC1的5、6、V-腳并接地，R3的另一端連接信號(hào)端1。波形變換電路2(II)以運(yùn)算放大器IC1為核心組成，其中IC1的9腳連接電阻R9的一端，10腳連接電阻R10的一端，R9的另一端連接電阻R7、R8的一端，R8、R10的另一端并接地，IC1V+腳連接電源電路1的輸出端V1，R7的另一端連接信號(hào)端4。邏輯門電路(III)以IC2為核心組成，其中IC2的5腳連接IC1的1腳，6腳連接IC1的8腳，IC2的1、2、VSS腳并接地，4腳連接電阻R11的一端，13腳連接R11的另一端、電容器C4的一端，C4的另一端、IC2的8、9、12腳并接地，IC2的VDD腳連接電源電路2的輸出端V2。分頻電路1(IV)以計(jì)數(shù)分頻器IC3為核心組成，其中IC3的CP腳連接IC2的11腳，VSS腳接地，VDD腳連接電源電路2的輸出端V2，Q13腳連接二極管D5負(fù)極，Q12腳連接二極管D6負(fù)極，Q11腳連接二極管D7負(fù)極，電阻R12的一端與D5、D6、D7正極并接，R12的另一端連接二極管D8負(fù)極，D8正極連接電源電路1的輸出端V1。分頻電路2(V)以計(jì)數(shù)分頻器IC4和IC5為核心組成，其中IC4CP腳連接IC2的11腳，IC5CP腳連接IC4Q7腳，R腳連接IC4R腳，IC4和IC5的VDD腳連接電源電路2的輸出端V2，VSS腳接地，IC5的Q14腳連接二極管D10負(fù)極，Q13腳連接二極管D11負(fù)極，Q7腳連接二極管D12負(fù)極，電阻R13的一端與D10、D11、D12正極并接，R13的另一端連接二極管D9負(fù)極，D9正極連接電源電路1的輸出端V1。雙穩(wěn)態(tài)電路(VI)以集成電路IC6為核心組成，其中IC6的Q腳連接IC5R腳，Q腳連接IC3R腳，CP腳連接IC2的11腳，R腳連接電阻R14、電容器C5的一端，C5的另一端、IC6的VDD腳連接電源電路2的輸出端V2，IC6的K腳連接D6正極，J腳連接D11正極，R14的另一端、IC6的S、VSS、9、10、11、12、13腳并接地。掉電保護(hù)電路(VII)以運(yùn)算放大器IC1為核心組成，其中IC1的12腳連接電阻R17的一端，13腳連接電阻R16的一端，R17的另一端與電阻R15的一端、二極管D13正極并接，R15、R16的另一端接地，D13負(fù)極連接IC6的Q腳。開關(guān)電路(VIII)以晶體管BG和繼電器J為核心組成，其中BG的基極連接電阻R19的一端，R19的另一端連接電阻R18、電容器C6的一端，R18另一端連接IC1的14腳，BG發(fā)射極、C6的另一端并接地，BG集電極與二極管D14正極、J線圈L的一端相連，L的另一端、D14負(fù)極與電源電路1的輸出端V1并接，J輸出的公共端連接電源電路的1端，常閉點(diǎn)連接輸出2，常開點(diǎn)連接輸出3。電源電路1(IX)中，1和5為交流電電源的兩極，電容器C1、電阻R1的一端與1并接，C1、R1的另一端與整流二極管D1負(fù)極、D2正極連接，D2負(fù)極、穩(wěn)壓二極管D3負(fù)極和電容器C2正極并接，D1正極、D3正極、C2負(fù)極與5連接后接地，從D3負(fù)極引出穩(wěn)定電壓V1。電源電路2(X)中，二極管D4正極連接D3負(fù)極；D4負(fù)極連接電阻R2的一端，R2的另一端連接電容器C3的正極，C3負(fù)極接地，從D4負(fù)極引出穩(wěn)定電壓V2。
圖3中粗虛線框外的1、2、3、4、5與
圖1所示的1、2、3、4、5相對(duì)應(yīng)，圖3實(shí)現(xiàn)的功能與
圖1中的化霜定時(shí)器一樣。在圖3的電路中，IC1選用LM324，IC2選用CD4070，IC3和IC5選用CD4020，IC4選用CD4024，IC6選用CD4027，信號(hào)端1和4選用交流電源信號(hào)。
該電路是這樣工作的當(dāng)電源剛接通時(shí)，電源電路1輸出電壓V1上升，電源電路2輸出電壓V2同步上升，由于雙穩(wěn)態(tài)電路IC6的R端加入了由R14、C5組成的自動(dòng)清零電路，對(duì)IC6復(fù)位，使IC6的Q輸出初始為高電平，Q輸出初始為低電平，掉電保護(hù)電路IC1的14腳輸出也為低電平，開關(guān)電路的繼電器J處于釋放狀態(tài)，J輸出的1和2接通，1和3斷開，同時(shí)計(jì)數(shù)分頻器IC4和IC5開始計(jì)數(shù)，IC3不計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)脈沖來自邏輯門電路IC2的11腳，IC2的11腳輸出由波形變換電路1和波形變換電路2的IC1的1腳和8腳決定，IC1的1腳和8腳輸出由信號(hào)輸入端1和4決定，當(dāng)1和4有交流電源信號(hào)輸入時(shí)，對(duì)應(yīng)IC1的1腳和8腳有方波輸出，當(dāng)1和4無信號(hào)輸入時(shí)，對(duì)應(yīng)IC1的1腳和8腳無方波信號(hào)輸出，所以IC2的11腳輸出有兩種情況(1)當(dāng)1和4都有信號(hào)輸入或都無信號(hào)輸入時(shí)，IC2的4腳輸出通過電阻R11和電容器C4濾波后，在IC2的11腳無頻率信號(hào)輸出。(2)當(dāng)1和4有一個(gè)有信號(hào)輸入時(shí)，IC2的4腳輸出經(jīng)過R11、C4濾波再通過IC2整形后，在IC2的11腳輸出一組與1或4有相同頻率的信號(hào)。當(dāng)分頻電路2的IC5的輸出端Q14、Q13、Q7全為高電平時(shí)，則IC6的J輸入端也為高電平，當(dāng)IC2的11腳再輸出一個(gè)脈沖的上升沿時(shí)，IC6發(fā)生翻轉(zhuǎn)，Q輸出由高電平變?yōu)榈碗娖?，Q輸出由低電平變?yōu)楦唠娖剑綦姳Ｗo(hù)電路IC1的14腳輸出也為高電平，控制開關(guān)電路的繼電器J吸合，J輸出1和3接通，1和2斷開，同時(shí)，IC4和IC5數(shù)據(jù)被清零并停止計(jì)數(shù)，IC3開始計(jì)數(shù)，當(dāng)IC3輸出端Q13、Q12、Q11都為高電平時(shí)，則IC6的K輸入端也為高電平，當(dāng)IC2的11腳輸出下一個(gè)脈沖的上升沿進(jìn)入IC6的CP端時(shí)，IC6發(fā)生翻轉(zhuǎn)，Q腳輸出由低電平變?yōu)楦唠娖?，Q腳輸出由高電平變?yōu)榈碗娖剑綦姳Ｗo(hù)電路IC1的14腳輸出也為低電平，控制開關(guān)電路的繼電器J釋放，J輸出1和2又接通，1和3又?jǐn)嚅_，該過程如此循環(huán)往復(fù)。
在計(jì)數(shù)過程中，電源斷電，濾波電容器C2上的電很快放完，使由電源電路1供電的運(yùn)算放大器IC1停止工作，IC1的1腳和8腳無信號(hào)輸出，IC2、IC3、IC4、IC5、IC6處于靜止?fàn)顟B(tài)，由于二極管D4對(duì)于電容器C3處于反向偏置狀態(tài)，電阻R2與C3串接，使C3放電速度較慢，當(dāng)電源電壓V1放電到不能使集成電路IC1工作時(shí)，電源電路2輸出電壓V2仍然較高，由于二極管D13對(duì)于IC6的Q輸出反向放置，耗電小，又由于IC2、IC3、IC4、IC5、IC6選用耗電小的CMOS集成電路，所以電源掉電后，數(shù)據(jù)可以保持較長(zhǎng)時(shí)間。
電源斷電一段時(shí)間后又上電時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)如下兩種情況(1)電源斷電時(shí)間未超過數(shù)據(jù)掉電保持時(shí)間，當(dāng)電源上電時(shí)，從計(jì)數(shù)器IC3、IC4、IC5停電前的數(shù)據(jù)狀態(tài)繼續(xù)開始定時(shí)。(2)電源斷電時(shí)間超過了數(shù)據(jù)掉電保持時(shí)間，當(dāng)電源上電時(shí)，從計(jì)數(shù)器IC3、IC4、IC5為零狀態(tài)開始定時(shí)。
圖3中，繼電器開關(guān)的時(shí)間由集成電路IC3、IC4、IC5決定，IC3控制的是繼電器吸合的時(shí)間，IC4和IC5控制的是繼電器釋放的時(shí)間，定時(shí)時(shí)間由下式?jīng)Q定T＝分頻系數(shù)/分頻器輸入信號(hào)頻率IC3設(shè)定的分頻系數(shù)＝212+211+210＝7168
IC4和IC5設(shè)定的分頻系數(shù)＝27×(213+212+26)＝220+219+213＝1581056因?yàn)楸纠斎胄盘?hào)使用交流電源，頻率為50Hz，所以，繼電器釋放時(shí)間＝1581056/50Hz＝31621.12S＝8h 47min 1.12s繼電器吸合時(shí)間＝7168/50Hz＝143.36S＝2min 23.36s定時(shí)精度由交流電源的頻率精度決定。分頻系數(shù)如下計(jì)算分頻系數(shù)＝50×定時(shí)時(shí)間(s)若欲定時(shí)20小時(shí)，則分頻系數(shù)＝50×3600×20＝3600000＝221+220+218+217+215+214+213+211+210+29+27把設(shè)計(jì)的分頻電路的輸出Q22、Q21、Q19、Q18、Q16、Q15、Q14、Q12、Q11、Q10、Q8按照?qǐng)D3分頻計(jì)數(shù)器的方法或者通過門電路連接，就能實(shí)現(xiàn)正確的定時(shí)。根據(jù)定時(shí)精度要求，可取分頻系數(shù)＝221+220+218+217+216＝3604480設(shè)計(jì)相對(duì)誤差＝(3604480-3600000)÷3600000×100％＝0.12％定時(shí)時(shí)間＝3604480/50HZ＝72089.6s＝20h 1min 29.6s把設(shè)計(jì)的分頻電路的輸出Q22、Q21、Q19、Q18、Q17按照?qǐng)D3的方法或者通過門電路連接即可，這樣誤差也很小，而且減少了零件數(shù)量，節(jié)約了成本。
由邱永興編著、人民郵電出版社出版的《怎樣修理電冰箱》一書第205-206頁介紹的基本自動(dòng)除霜控制和“積算式”自動(dòng)除霜控制電路，只要去掉圖3所示電路中波形電路2(II)和邏輯門電路(III)就可以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求1.一種可以間歇計(jì)時(shí)、帶掉電保護(hù)的電子定時(shí)器，其特征是該定時(shí)器由信號(hào)1、信號(hào)2、波形變換電路1(I)、波形變換電路2(II)、邏輯門電路(III)、分頻電路1(IV)、分頻電路2(V)、雙穩(wěn)態(tài)電路(VI)、掉電保護(hù)電路(VII)、開關(guān)電路(VIII)、電源電路1(IX)和電源電路2(X)組成，信號(hào)1送入波形變換電路1(I)的輸入端，信號(hào)2送入波形變換電路2(II)的輸入端，波形變換電路1(I)和波形變換電路2(II)的輸出接到邏輯門電路(III)的輸入端，邏輯門電路(III)的輸出與分頻電路1(IV)、分頻電路2(V)的頻率輸入端相連，分頻電路1(IV)和分頻電路2(V)的輸出連接雙穩(wěn)態(tài)電路(VI)的輸入，雙穩(wěn)態(tài)電路(VI)的輸出與分頻電路1(IV)、分頻電路2(V)的計(jì)數(shù)控制端相連，同時(shí)，雙穩(wěn)態(tài)電路(VI)的輸出連接掉電保護(hù)電路(VII)的輸入端，掉電保護(hù)電路(VII)的輸出連接開關(guān)電路(VIII)的輸入，分頻電路1(IV)、分頻電路2(V)和雙穩(wěn)態(tài)電路(VI)的電源端與電源電路2(X)的輸出端相連，波形變換電路1(I)、波形變換電路2(II)、掉電保護(hù)電路(VII)和開關(guān)電路(VIII)的電源端連接電源電路1(IX)的輸出端，邏輯門電路(III)的電源端或者與電源電路2(X)的輸出端相連，或者與電源電路1(IX)的輸出端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定時(shí)器，其特征是信號(hào)1、信號(hào)2可以是交流電源信號(hào)，也可以是頻率相同、相位相同或相反的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定時(shí)器，其特征是波形變換電路1(I)和波形變換電路2(II)包括運(yùn)算放大器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定時(shí)器，其特征是分頻電路1(IV)和分頻電路2(V)包括計(jì)數(shù)器，根據(jù)分頻系數(shù)，或者使計(jì)數(shù)器的輸出通過門電路或二極管連接后輸出，或者直接輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定時(shí)器，其特征是掉電保護(hù)電路(VII)由運(yùn)算放大器和外圍電路組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定時(shí)器，其特征是掉電保護(hù)電路(VII)的外圍電路由2-3個(gè)電阻、1-2個(gè)二極管組成，或者由2-5個(gè)電阻組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定時(shí)器，其特征是電源電路2(X)可以由電源電路1(IX)的輸出經(jīng)過電子開關(guān)后接入電容產(chǎn)生，也可以由交流電源變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后產(chǎn)生。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定時(shí)器，其特征是邏輯門電路(III)、分頻電路1(IV)、分頻電路2(V)、雙穩(wěn)態(tài)電路(VI)選用低功耗的CMOS集成電路。
專利摘要本實(shí)用新型的電子定時(shí)器是一種可以間歇計(jì)時(shí)、帶掉電保護(hù)的數(shù)字電子定時(shí)器,由信號(hào)1、信號(hào)2、波形變換電路1、波形變換電路2、邏輯門電路、分頻電路1、分頻電路2、雙穩(wěn)態(tài)電路、掉電保護(hù)電路、開關(guān)電路、電源電路1和電源電路2組成。它可以為間冷式冰箱、冷庫、冷柜等設(shè)備的壓縮機(jī)蒸發(fā)器提供全自動(dòng)定時(shí)化霜控制功能,與機(jī)電式定時(shí)器相比,無噪音、定時(shí)精度高、定時(shí)時(shí)間容易改變、重量輕、穩(wěn)定性好、可靠性高、成本低、耗電小。
文檔編號(hào)E04G15/00GK2339669SQ9721615
公開日1999年9月22日 申請(qǐng)日期1997年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月27日
發(fā)明者司相成 申請(qǐng)人:司相成